JPH0245114B2 - - Google Patents
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- JPH0245114B2 JPH0245114B2 JP62011284A JP1128487A JPH0245114B2 JP H0245114 B2 JPH0245114 B2 JP H0245114B2 JP 62011284 A JP62011284 A JP 62011284A JP 1128487 A JP1128487 A JP 1128487A JP H0245114 B2 JPH0245114 B2 JP H0245114B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は熱交換器に関し、特にヒートパイプ
と固相―液相の相変化をする蓄熱材とを具備した
熱交換器に関するものである。
と固相―液相の相変化をする蓄熱材とを具備した
熱交換器に関するものである。
ヒートパイプはその内部に密封した作動液体の
蒸発潜熱として熱輸送を行なうものであつて、熱
伝導率の最も高い金属である銅に較べて、数十倍
ないし百数十倍の熱伝導率を有していることは、
周知のとおりであり、従来ではその優れた特性を
生かしてヒートパイプを熱交換器等の種々の機器
に採用している。
蒸発潜熱として熱輸送を行なうものであつて、熱
伝導率の最も高い金属である銅に較べて、数十倍
ないし百数十倍の熱伝導率を有していることは、
周知のとおりであり、従来ではその優れた特性を
生かしてヒートパイプを熱交換器等の種々の機器
に採用している。
ところで、通常のヒートパイプでは、その両端
部の間で温度差があれば熱輸送が自然に生じるか
ら、例えばいずれかの部材もしくは部分を冷却す
る場合、熱を運び去る吸熱源の温度が何らかの原
因で上昇すると、冷却すべき部材もしくは部分を
冷却し得なくなるか、もしくは逆に加熱してしま
うことになる。また、いずれかの部材もしくは部
分を加熱する場合にも上記の事情は同様であつ
て、熱源の温度が何らかの原因で降下すると加熱
すべき部材もしくは部分を加熱し得ないか、もし
くは逆に冷却することになつてしまう。そこで従
来では、上記のような不都合を解消するために蓄
熱材を用い、吸熱源の温度が上昇した場合に蓄熱
材を吸熱源として作用させ、あるいは加熱源の温
度が降下した場合に蓄熱材を熱源として作用させ
るよう構成した熱交換器が提案されている。
部の間で温度差があれば熱輸送が自然に生じるか
ら、例えばいずれかの部材もしくは部分を冷却す
る場合、熱を運び去る吸熱源の温度が何らかの原
因で上昇すると、冷却すべき部材もしくは部分を
冷却し得なくなるか、もしくは逆に加熱してしま
うことになる。また、いずれかの部材もしくは部
分を加熱する場合にも上記の事情は同様であつ
て、熱源の温度が何らかの原因で降下すると加熱
すべき部材もしくは部分を加熱し得ないか、もし
くは逆に冷却することになつてしまう。そこで従
来では、上記のような不都合を解消するために蓄
熱材を用い、吸熱源の温度が上昇した場合に蓄熱
材を吸熱源として作用させ、あるいは加熱源の温
度が降下した場合に蓄熱材を熱源として作用させ
るよう構成した熱交換器が提案されている。
この種の熱交換器において用いる蓄熱材として
は、水等熱容量を利用したものや固相―液相の相
変化の際の蓄熱を利用したもの、あるいは蒸発潜
熱を利用したものが考えられるが、熱容量を利用
した蓄熱材では蓄熱容量が小さすぎる問題があ
り、また蒸発潜熱を利用した蓄熱材では蒸発の際
の体積変化が大きくなりすぎる問題があり、結局
固相―液相の相変化の際の潜熱を利用した蓄熱材
が好ましいと考えられる。
は、水等熱容量を利用したものや固相―液相の相
変化の際の蓄熱を利用したもの、あるいは蒸発潜
熱を利用したものが考えられるが、熱容量を利用
した蓄熱材では蓄熱容量が小さすぎる問題があ
り、また蒸発潜熱を利用した蓄熱材では蒸発の際
の体積変化が大きくなりすぎる問題があり、結局
固相―液相の相変化の際の潜熱を利用した蓄熱材
が好ましいと考えられる。
従来、このような固相―液相の相変化の際の潜
熱を利用した常温用蓄熱材として、塩化カルシウ
ム・６水和物（CaCl2・6H2O、融点29.92℃、潜
熱＝45kcal／Kg）、チオ硫酸ナトリウム・５水和
物（Na2S2O3）・5H2O、融点＝48.2℃）あるいは
オクタデカン（C18H38、融点＝28℃、潜熱
58.2kcal／Kg）等が知られている。これらの蓄熱
材は、相変化が完了するまで全体的に温度が一定
に保たれることが理想的な挙動であるが、実際に
は部分的な過冷却状態もしくは過熱状態が現れ、
当初想定した温度状態を得られないばかりか、蓄
熱材の全量を有効に利用し得ない場合があつた。
熱を利用した常温用蓄熱材として、塩化カルシウ
ム・６水和物（CaCl2・6H2O、融点29.92℃、潜
熱＝45kcal／Kg）、チオ硫酸ナトリウム・５水和
物（Na2S2O3）・5H2O、融点＝48.2℃）あるいは
オクタデカン（C18H38、融点＝28℃、潜熱
58.2kcal／Kg）等が知られている。これらの蓄熱
材は、相変化が完了するまで全体的に温度が一定
に保たれることが理想的な挙動であるが、実際に
は部分的な過冷却状態もしくは過熱状態が現れ、
当初想定した温度状態を得られないばかりか、蓄
熱材の全量を有効に利用し得ない場合があつた。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、固相―液相の相変化の際の潜熱を利用する蓄
熱材の挙動を可及的に理想状態に近づけ、その有
効利用を図ることのできる蓄熱式熱交換器を提供
することを目的とするものである。
で、固相―液相の相変化の際の潜熱を利用する蓄
熱材の挙動を可及的に理想状態に近づけ、その有
効利用を図ることのできる蓄熱式熱交換器を提供
することを目的とするものである。
以下この発明の実施例を添付の図面を参照して
説明すると、第１図はその一例を示す略解図であ
つて、容器１０は隔壁１１によつて高温室１２と
低温室１３とに２分割され、高温室１２には、被
冷却媒体例えば高温油を流通させるための流入口
１４および流出口１５が形成され、また低温室１
３には、冷却媒体例えば水を流通させるための流
入口１６および流出口１７が形成されている。前
記隔壁１１には伝熱手段１８が貫通して設けられ
ており、その伝熱手段１８は、ヒートパイプ１９
の中間部外周に、固相―液相の相変化をする蓄熱
材２０を所定の容器２１に収容して密着配置し、
かつヒートパイプ１９を高温室１２側から低温室
１３側に向けてのみ熱輸送を行なうことのできる
熱流ダイオードヒートパイプとした構成とされて
いる。その熱流ダイオードヒートパイプとして
は、蒸気制御式のもの、あるいは液流制御式のも
のなどを使用することができる。例えば第２図に
示すように、低温室１３側の蒸気圧が上昇した場
合にその圧力で閉じる弁２２を設け、低温室１３
側から高温室１２側への気相作動液体の流動をそ
の弁２２で規制する構成とすればよい。
説明すると、第１図はその一例を示す略解図であ
つて、容器１０は隔壁１１によつて高温室１２と
低温室１３とに２分割され、高温室１２には、被
冷却媒体例えば高温油を流通させるための流入口
１４および流出口１５が形成され、また低温室１
３には、冷却媒体例えば水を流通させるための流
入口１６および流出口１７が形成されている。前
記隔壁１１には伝熱手段１８が貫通して設けられ
ており、その伝熱手段１８は、ヒートパイプ１９
の中間部外周に、固相―液相の相変化をする蓄熱
材２０を所定の容器２１に収容して密着配置し、
かつヒートパイプ１９を高温室１２側から低温室
１３側に向けてのみ熱輸送を行なうことのできる
熱流ダイオードヒートパイプとした構成とされて
いる。その熱流ダイオードヒートパイプとして
は、蒸気制御式のもの、あるいは液流制御式のも
のなどを使用することができる。例えば第２図に
示すように、低温室１３側の蒸気圧が上昇した場
合にその圧力で閉じる弁２２を設け、低温室１３
側から高温室１２側への気相作動液体の流動をそ
の弁２２で規制する構成とすればよい。
しかして第１図に示すように構成した熱交換器
により、例えば電力ケーブルやトランスなどの絶
縁油を冷却水によつて冷却する場合、その絶縁油
を前記高温室１２内に流し、また冷却水を低温室
１３内に流す。すると、絶縁油の有する熱が、前
記ヒートパイプ１９によつて低温室１３側に運ば
れ、冷却水に伝達されるから、絶縁油が冷却水に
よつて流却される。その場合、前記蓄熱材２０と
して、融点が絶縁油の温度よりも低くかつ冷却水
の温度よりも高いものを用いることにより、蓄熱
材２０を凝固させたままの状態で絶縁油の冷却を
行なうことができ、そして何らかの原因で冷却水
が停止し、あるいはその温度が上昇した場合、絶
縁油の有する熱が蓄熱材２０に伝わり、その熱を
蓄えつつ蓄熱材２０が融解し、蓄熱材２０が高温
室と低温室にまたがつて配置されているために蓄
熱材２０が完全に融解するまでの間は絶縁油の冷
却は継続して行なわれることになる。また上記の
熱交換器では、ヒートパイプ１９を熱流ダイオー
ドヒートパイプとしたことにより熱の移動が逆方
向には生じないので、低温室１３内の温度が誤つ
て上昇したとしても絶縁油を加熱するなどの不都
合は生じない。
により、例えば電力ケーブルやトランスなどの絶
縁油を冷却水によつて冷却する場合、その絶縁油
を前記高温室１２内に流し、また冷却水を低温室
１３内に流す。すると、絶縁油の有する熱が、前
記ヒートパイプ１９によつて低温室１３側に運ば
れ、冷却水に伝達されるから、絶縁油が冷却水に
よつて流却される。その場合、前記蓄熱材２０と
して、融点が絶縁油の温度よりも低くかつ冷却水
の温度よりも高いものを用いることにより、蓄熱
材２０を凝固させたままの状態で絶縁油の冷却を
行なうことができ、そして何らかの原因で冷却水
が停止し、あるいはその温度が上昇した場合、絶
縁油の有する熱が蓄熱材２０に伝わり、その熱を
蓄えつつ蓄熱材２０が融解し、蓄熱材２０が高温
室と低温室にまたがつて配置されているために蓄
熱材２０が完全に融解するまでの間は絶縁油の冷
却は継続して行なわれることになる。また上記の
熱交換器では、ヒートパイプ１９を熱流ダイオー
ドヒートパイプとしたことにより熱の移動が逆方
向には生じないので、低温室１３内の温度が誤つ
て上昇したとしても絶縁油を加熱するなどの不都
合は生じない。
なお、上述の作用は絶縁油を冷却する例につい
てのものであるが、これは観点を変えれば冷却水
を加熱することにもなり、したがつて第１図に示
す熱交換器は排熱の回収など所定の熱媒体を加熱
する場合にも利用することができる。その場合も
上述したと同様な効果を得ることができる。
てのものであるが、これは観点を変えれば冷却水
を加熱することにもなり、したがつて第１図に示
す熱交換器は排熱の回収など所定の熱媒体を加熱
する場合にも利用することができる。その場合も
上述したと同様な効果を得ることができる。
またこの発明によれば、ヒートパイプの各端部
が高温室と低温室とのそれぞれに直接露出するの
で、熱交換はそのヒートパイプを介して直接行な
われ、蓄熱材が介在しないことになり、そのため
熱交換にあたつての全熱抵抗が小さくなつて熱交
換効率が向上し、同時に蓄熱材がバツフアーとし
て機能するから、高温源もしくは低温源に異常が
生じても、加熱あるいは冷却を一定時間維持する
ことができる。
が高温室と低温室とのそれぞれに直接露出するの
で、熱交換はそのヒートパイプを介して直接行な
われ、蓄熱材が介在しないことになり、そのため
熱交換にあたつての全熱抵抗が小さくなつて熱交
換効率が向上し、同時に蓄熱材がバツフアーとし
て機能するから、高温源もしくは低温源に異常が
生じても、加熱あるいは冷却を一定時間維持する
ことができる。
第１図本発明の実施例を示す略解図、第２図は
そのヒートパイプの部分断面図である。 １１：隔壁、１２：高温室、１３：低温室、１
９：ヒートパイプ、２０：蓄熱材。
そのヒートパイプの部分断面図である。 １１：隔壁、１２：高温室、１３：低温室、１
９：ヒートパイプ、２０：蓄熱材。
Claims (1)
- １ 固相―液相の相変化をする蓄熱材を、中間部
外周に所定長さに亙つて密着配置したヒートパイ
プが、高温室と低温室とを仕切る隔壁を貫通し、
かつその隔壁が前記蓄熱材の長手方向の中間部に
位置するよう構成されていることを特徴とする蓄
熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62011284A JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62011284A JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045317A Division JPS58164993A (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294897A JPS62294897A (ja) | 1987-12-22 |
| JPH0245114B2 true JPH0245114B2 (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=11773695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62011284A Granted JPS62294897A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62294897A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180049769A (ko) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 한국전자통신연구원 | 열 교환 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4783302B2 (ja) * | 2007-01-22 | 2011-09-28 | 本田技研工業株式会社 | 蓄熱装置 |
| CN104509220B (zh) | 2012-05-07 | 2018-05-29 | 弗诺尼克设备公司 | 包括保护性热密封盖和最优化界面热阻的热电热交换器组件 |
| US20130291555A1 (en) | 2012-05-07 | 2013-11-07 | Phononic Devices, Inc. | Thermoelectric refrigeration system control scheme for high efficiency performance |
| US10458683B2 (en) | 2014-07-21 | 2019-10-29 | Phononic, Inc. | Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module |
| US9593871B2 (en) | 2014-07-21 | 2017-03-14 | Phononic Devices, Inc. | Systems and methods for operating a thermoelectric module to increase efficiency |
| CN114562904A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-05-31 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种相变蓄热换热器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5575184A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Heat accumulator |
| JPS5726388A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Capsule type heat accumulator |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP62011284A patent/JPS62294897A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5575184A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Heat accumulator |
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| KR20180049769A (ko) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 한국전자통신연구원 | 열 교환 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62294897A (ja) | 1987-12-22 |
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